Oxidso_Fe_3

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MELO, V. F.; FONTES, M. P. F.; NOVAIS, R. F.; SINGH, B.; SCHAEFER, C. E. G. R.

CARACTERSTICAS DOS XIDOS DE FERRO E DE ALUMNIO DE DIFERENTESCLASSES DE SOLOS

Revista Brasileira de Cincia do Solo, vol. 25, nm. 1, 2001, pp. 19-32Sociedade Brasileira de Cincia do Solo

Viosa, Brasil

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Revista Brasileira de Cincia do SoloISSN (Versin impresa): [email protected] Brasileira de Cincia do SoloBrasil

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GERMINAO E DESENVOLVIMENTO INICIAL DE PLANTAS DE MILHO, EM RESPOSTA... 19

R. Bras. Ci. Solo, 25:19-32, 2001

CARACTERSTICAS DOS XIDOS DE FERROE DE ALUMNIO DE DIFERENTES

CLASSES DE SOLOS(1)

V. F. MELO(2), M. P. F. FONTES(3), R. F. NOVAIS(3),B. SINGH(4) & C. E. G. R. SCHAEFER(3)

RESUMO

Para avaliar as caractersticas dos xidos de ferro e de alumnio, foramcoletadas amostras de solos desenvolvidos de diferentes materiais de origem eestdios de desenvolvimento nos estados de MG, ES, RS e RR. A frao argila dasamostras foi estudada por difratometria de raios-X (DRX), anlisetermodiferencial (ATD), anlise termogravimtrica diferencial (ATGD) emicroscopia eletrnica. Nos extratos resultantes da extrao com oxalato deamnio (OA) e ditionito-citrato-bicarbonato (DCB), determinaram-se os teoresde Al, Si e microelementos, inclusive Fe. Em geral, a goethita (Gt) foi o principalxido de ferro da frao argila. Apenas para os solos desenvolvidos de basalto ede arenito, verificou-se o predomnio de hematita (Hm). Os solos do GrupoBarreiras (ES) apresentaram os menores teores de xidos de ferro em decorrnciado intenso processo de desferrificao sofrido pelos sedimentos. Por ser a Gt umxido hidratado, quanto maior a relao Gt/(Gt + Hm), maior o teor de guaextrada pelo DCB (r = 0,70***). Os solos menos desenvolvidos, principalmente nohorizonte C, apresentaram os maiores teores de material menos cristalinoextrado pelo OA (chegando a 28% para a amostra 17) e os maiores valores paraa relao FeOA/FeDCB. Este material menos cristalino constitudoprincipalmente por Al, com menor participao de Fe. Parte das amostrasapresentou valores prximos para o dimetro mdio do cristal (DMC) da Gt nasdirees (110) e (111), indicando formato isodimensional do mineral. Os maioresvalores de DMC para a Hm resultaram na menor superfcie especfica em relao Gt. A substituio isomrfica de Fe por Al (SI) na Gt foi consideravelmentesuperior da Hm (mdia de 218 e 85 mmol mol-1, respectivamente). Com a entradade Al na estrutura da Gt, verificou-se reduo no tamanho, principalmente na

(1) Parte da Tese de Doutorado do primeiro autor. Recebido para publicao em Dezembro de 1998 e aprovado em setembro de 2000.(2) Professor do Departamento de Solos, Universidade Federal do Paran - UFPR. CEP 80035-050 Curitiba (PR).(3) Professor do Departamento de Solos da Universidade Federal de Viosa - UFV. Av. PH Rolfs s/n, CEP 36571-000 Viosa (MG).

Bolsista do CNPq.(4) Departament of Agricultural Chemistry and Soil Science, The University of Sydney, N.S.W. 2006, Australia.

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direo do eixo Z (r entre SI e DMC(111) = -0,80***), e no grau de cristalinidade domineral. As correlaes entre teor de ferro e outros elementos extrados peloDCB foram altas e significativas. Os microelementos, como verificado para o Al,substituem isomorficamente o Fe na estrutura dos xidos. O DMC da gibbsita(Gb) foi consistentemente superior ao dos xidos de ferro. Por meio deobservaes em microscpio eletrnico, a Gb, na frao argila, apresentou oformato de pequenas placas retangulares e, na frao silte, verificou-se tendnciade formato esfrico.

Termos de indexao: hematita, goethita, gibbsita, DRX, anlises trmicas,microscopia eletrnica.

SUMMARY: IRON AND ALUMINUM OXIDES OF DIFFERENT BRAZILIANSOILS

To study iron and aluminum oxide characteristics, samples of soils developed fromdifferent parent materials and with different development degrees were selected and collectedfrom MG, ES, RS and RR states. The clay fraction was analyzed by X-ray diffraction (XRD),differential thermal analysis, thermogravimetry and electron microscopy. Al, Si andmicroelement contents were determined from ammonium oxalate (Ox) and dithionite-citrate-bicarbonate (DCB) extractions. Overall, goethite (Gt) was the main iron oxide in the clayfraction. Only the soils developed from basalt and sandstone showed hematite (Hm) as thepredominant mineral. The soils from the Barreiras Group (ES and RR states) showed thelowest iron oxide content, reflecting the low iron level of these sediments. A significantcorrelation between Gt/(Gt + Hm) ratio and water content extracted by DCB (r = 0.70***)was found, suggesting that this relationship comes from the fact that Gt is a hydrated ironoxide. The clay fraction of the younger soils, specially in the C horizon, showed the highestFeOx/FeDCB ratios and the highest levels of amorphous materials extracted by Ox, reaching28% for sample 17. This amorphous mineral is basically formed by Al plus some Fe-minerals.Some samples showed similar values for the mean crystal diameter (MCD) of Gt in the(110) and (111) directions, suggesting an isodimensional form of this mineral. The highervalues of the MCD for Hm resulted in lower surface area in relation to Gt. The substitutionof Fe by Al in the Gt was higher than in Hm (average of 218 and 85 mmol mol-1, respectively).Due to Al substitution in the Gt structure, the crystallinity degree and the mineral size,mainly in the c direction, were reduced as shown by the significant correlation betweensubstitution of Fe by Al and MCD(111) (r = -0.80***). The correlation between Fe and themicroelement contents extracted by DCB were high and significant suggesting that themicroelements, as also seen for Al, replace Fe in the iron oxide structure. The MCD of thegibbsite (Gb) crystals were higher than that of the iron oxides. Electron microscopy showedthat the Gb crystals from the clay fraction appeared to be small square plates, whereas theones from the silt fraction appeared to be round.

Index Terms: Hematite, goethite, gibbsite, XRD, thermal analysis, electron microscopy.

INTRODUO

Apesar de ser a caulinita o principal mineral dossolos altamente intemperizados dos trpicos midos(Juo, 1980; Curi & Franzmeier, 1984; Singh & Gilkes,1992a; Melo, 1998), os xidos de ferro e alumnio sotambm importantes constituintes. Normalmente,tais xidos determinam a cor e influenciam aestrutura e reaes de troca inica dos solos. Emadio a seus efeitos nas propriedades fsico-qumicas dos solos, os xidos de ferro e alumnio so

indicadores de ambientes pedogenticos (Fitzpatrick& Schwertmann, 1982; Schwertmann, 1985; Kmpfet al., 1988ab).

A distribuio da hematita (Hm) e goethita (Gt)nos solos bastante varivel. Os principais fatoresque favorecem a formao de Gt em detrimento aHm no solo e, portanto, que concorrem paraaumentar a relao Gt/(Gt + Hm) so os menoresteores de ferro no material de origem, as baixastemperaturas, o maior grau de umidade e teor dematria orgnica e os valores de pH mais baixos


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(Kmpf & Schwertmann, 1983; Schwertmann &Kmpf, 1985; Schwertmann & Taylor, 1989). Almdo predomnio no solo, a Hm e Gt apresentamcaractersticas mineralgicas distintas (como nvelde substituio isomrfica de Fe por Al na estrutura,grau de cristalinidade, tamanho e forma do mineral),dependendo do material de origem, estdio deintemperismo e condies biopedoclimticas.

A substituio isomrfica de Fe por Al (SI) naestrutura da Gt e Hm bastante comum e, comoresultado, verificam-se mudanas no tamanho dacela unitria e cristalinidade da partcula (Taylor,1987). Normalmente, o maior grau de SI nos xidosde ferro est associado a solos mais intemperizadoscom maior atividade de Al (Fitzpatrick &Schwertmann, 1982; Curi & Franzmeier, 1984;Kmpf at al., 1988b; Fontes & Weed, 1991). SegundoSchwertmann & Kmpf (1985), os mesmos fatoresque favorecem a formao da Gt so tambmfavorveis SI no mineral. A Gt presente nosLatossolos do Brasil apresenta maior grau de SIcomparado com o da Hm (Bigham et al., 1978; Curi,1983; Santana, 1984; Fabris et al., 1985;Schwertmann & Kmpf, 1985).

Schwertmann et al. (1979) e Schwertmann (1985),trabalhando com xidos de ferro sintticos,estabeleceram o limite de 330 e 170 mmol mol-1 deSI na Gt e Hm, respectivamente. Valores prximosa estes limites mximos para SI tm sido reportadospara Gt e Hm de diferentes solos do Brasil(Schwertmann & Kmpf , 1985; Kmpf et al., 1988b;Fontes & Weed, 1991). Em razo do menor raio inicodo Al em relao ao Fe, o tamanho da cela unitria,principalmente na direo do eixo Z (Fitzpatrick &Schwertmann, 1982; Schwertmann & Taylor, 1989),e o grau de cristalinidade do mineral so reduzidoscom a SI.

Similarmente, outros ctions, como microelementos(Ni, Cr, Co, Cu, Zn, Ti, etc.), podem estar presentesna estrutura dos xidos de ferro como substituintesisomrficos do Fe (Taylor et al., 1964; Schellman,1983; Singh & Glikes, 1992).

Com relao forma dos xidos presentes nossolos, verifica-se que a Gt apresenta formatoisodimensional. Fontes & Weed (1991) obtiveramvalores prximos para o dimetro mdio do cristal(DMC) nas direes (110) e (111). Schwertmann &Kmpf (1985) observaram, por tcnicas demicroscopia eletrnica, que a Gt de solos tropicaisapresenta formato esfrico. Para a Hm, maiscomum o formato de placas circulares (Schwertmannet al., 1979; Schwertmann & Latham, 1986; Fontes& Weed, 1991; Netto, 1996). A gibbsita (Gb) tende acrescer mais nas direes dos eixos X e Y, comlimitado crescimento na direo Z (Hsu, 1989) e,quando bem cristalizada, apresenta, normalmente,a forma de placas hexagonais. Contudo, tem-seobservado tambm a forma de prisma (Tait et al.,1983).

O objetivo deste trabalho foi avaliar a abundnciae as caractersticas mineralgicas e qumicas dosxidos de ferro e de alumnio de solos desenvolvidosde diferentes materiais de origem e em diferentesestdios de desenvolvimento.

MATERIAL E MTODOS

Foram selecionados 12 solos mais desenvolvidosoriginados de diferentes materiais de origem(amostras 1 a 15) (Quadro 1). Com o propsito deevidenciar diferenas nos teores e caractersticas dosxidos de ferro, considerando o estdio dedesenvolvimento do solo, foram includos trs solosmenos desenvolvidos formados de granito e gnaisse(amostras 16 a 21). De acordo com a profundidadedos solos, para os Podzlicos e Cambissolos, foramamostrados os horizontes B e C e, para os Latossolos,apenas o horizonte B, totalizando 21 amostras. O PVe os Cambissolos (amostras 16 a 21) localizam-se emreas montanhosas e apresentam horizonte B poucoespesso.

Para separao das fraes granulomtricas,amostras de terra fina seca ao ar foram tratadascom hipoclorito de sdio, para remoo de matriaorgnica, e com NaOH 0,2 mol L-1, para dispersodo solo (Jackson, 1979). A frao areia foi retida empeneira de 0,05 mm e as fraes argila e silte foramseparadas por sedimentao com base na lei de Stokes.

Os teores totais de Fe e outros microelementos(Cr, Mn, Ni, Pb, Ti e Zn) da frao argila foramdeterminados por digesto da amostra com cidofluordrico concentrado (Lim & Jackson, 1986). Adosagem foi feita em aparelho Perkins ElmerOptima 3000 de leitura simultnea dos elementos(plasma).

Os xidos de ferro presentes na frao argilaforam concentrados, utilizando-se NaOH 5 mol L-1a quente (Norrish & Taylor, 1961). Foi adicionadosilcio, na forma de metassilicato de sdio(Na2SiO3.5H2O), de modo que a concentrao de Sina soluo fosse de 0,2 mol L-1, evitando, assim, adissoluo de xidos de ferro com alta substituioisomrfica em Al (Kmpf & Schwertmann, 1982). Asodalita [Na4Al3Si3O12(OH)], formada durante otratamento com NaOH 5 mol L-1, foi removida porlavagens com HCl 0,5 mol L-1 (Norrish & Taylor,1961), empregando-se duas lavagens de 10 min com50 mL de soluo, sendo a suspenso continuamenteagitada com basto de vidro (Singh & Gilkes, 1991).

No final do tempo de contato da amostra com asoluo de HCl (20 min), o pH da suspenso erainferior a um, o que confirma a observao feita porNetto (1996) de que a completa dissoluo da sodalitas se verifica a valores de pH inferiores unidade. Afrao de xidos de ferro concentrada foi analisadapor difratometria de raios-X (DRX) num difratmetro


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com gonimetro vertical PHILIPS PW1050 controladopor computador com monocromador de grafite eradiao CuK e operado a 40 kV e 20 mA. A lminamontada em p foi analisada numa amplitude de 10a 402. Utilizou-se NaCl como padro interno paracorreo das distores instrumentais (posio e

Quadro 1. Localizao, material de origem e composio mineralgica da frao argila dos solosutilizados

Mineralogia(3)

Classe Material amorfo

Amostra Solo(1) Hor.

Localizao Formaogeolgica/litologia Ct Gb Hm Gt

Ox. Am. NaOHAn Mi

____________________________________________________ g kg - 1 _____________________________________________________

1 PA1 B Aracruz - ES Grupo Barreiras(2) 854 - - 62 21 0 32 1,4

2 PA1 C Aracruz - ES Grupo Barreiras(2) 894 - 7 35 25 13 29 1,4

3 PA2 B Aracruz - ES Grupo Barreiras(2) 853 42 - 13 18 0 47 0,4

4 PA2 C Aracruz - ES Grupo Barreiras(2) 870 49 - 10 18 0 34 0,5

5 PA3 B Aracruz - ES Grupo Barreiras(2) 872 - - 69 14 0 26 0,7

6 PA3 C Aracruz - ES Grupo Barreiras(2) 898 - 8 28 17 0 23 1,9

7 LA1 B Aracruz - ES Grupo Barreiras(2) 872 - - 59 26 0 32 1,3

8 LA2 B Aracruz - ES Grupo Barreiras(2) 885 - - 51 21 2 37 2,0

9 LA B Boa Vista - RR Grupo Barreiras(2) 944 - 5 13 12 0 19 2,5

10 LU B Viosa - MG EmbasamentoCristalino/Gnaisse 623 86 - 226 18 0 21 0,9

11 LE B Barroso - MG Grupo BambuCalcrio/pelticas 112 573 88 126 30 35 18 11,8

12 LE B Ituiutaba - MG Arenito GrupoBauru/Adamantina 583 74 207 39 30 4 35 6,7

13 PE B Buti - RS Formao RioBonito/Arenito e Siltito 734 - 80 23 4 6 11 26,1

14 LR B Capinpolis - MG Formao SerraGeral/Basalto 574 146 204 20 21 3 24 1,5

15 LR B Boa Vista - RR FormaoApoteri/Basalto 730 - 163 43 18 6 27 0,5

16 PV B Aracruz - ES EmbasamentoCristalino/Granito 661 54 7 137 31 0 18 60,8

17 PV C Aracruz - ES EmbasamentoCristalino/Granito 407 240 - 25 280 6 2 21,1

18 C B Buti - RS EmbasamentoCristalino/Granito 861 - 43 10 2 16 5 31,5

19 C C Buti - RS EmbasamentoCristalino/Granito 872 - 2 41 5 13 4 31,0

20 C B So Geraldo - MG EmbasamentoCristalino/Gnaisse 668 62 6 194 15 14 15 21,4

21 C C So Geraldo - MG EmbasamentoCristalino/Gnaisse 630 98 - 154 53 0 12 40,6

(1)PA - Podzlico Amarelo, LA - Latossolo Amarelo, LU - Latossolo Una, LE - Latossolo Vermelho-Escuro, PE - Podzlico Vermelho-Escuro, LR - Latossolo Roxo, PV - Podzlico Vermelho-Amarelo, C - Cambissolo. (2)Sedimentos inconsolidados que se estendem desdeo Esprito Santo at a Bacia Amaznica, pobres em ferro e com predomnio de caulinita provenientes do desmonte de reas continen-tais (granito/gnaisse). (3)Fonte: adaptado de Melo (1998). Caulinita (Ct) e Gibbsita (Gb) estimadas pela reduo de peso da amostrapelo aquecimento (ATGD), hematita (Hm) e goethita (Gt) pelos teores de Fe2O3 - DCB e relao Gt/(Gt + Hm), material amorfoextrado pelo oxalato de amnio e NaOH 0,5 mol L-1 fervente (Jackson, 1979), anatsio (An) pelo teor de TiO2 total (HF) e mica (Mi)pelo teor de K extrado pelo NaHSO4 em amostras sem xidos de ferro e alumnio e Ct (Jackson, 1979). - no detectado.

largura a meia altura dos picos). A mistura (em tornode 50 mg g-1) foi feita, triturando-se a amostra emalmofariz na presena de NaCl. Para facilitar amedio da posio e largura a meia altura dos picos,os difratogramas foram obtidos numa velocidadeangular lenta do gonimetro (0,12/min).


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Para estudar a composio qumica dos xidosde ferro menos cristalinos e mais cristalinos, umamesma amostra de argila, saturada com Na, foisubmetida a uma extrao com oxalato de amnio(OA) 0,2 mol L-1, pH 3,0 na ausncia de luz(McKeague, 1978) e a quatro extraes sucessivascom ditionito-citrato-bicarbonato (DCB) (Mehra &Jackson, 1960). Aps as extraes, a suspenso foicentrifugada e os extratos acondicionados paradeterminao dos teores de Fe, Al, Si e Mn para oOA e mais Cr, Mn, Ni, Pb, Ti e Zn para DCB. Osteores de Co, Cu e Cd no foram determinados porproblemas analticos. Aps a remoo do excesso desais com lavagens sucessivas do resduo com guadeionizada, a quantidade de material removido pelostratamentos (OA e DCB) foi obtida pela diferenade peso da amostra seca em estufa a 105C, por 12 h,tomado em balana de preciso de quatro dgitos,antes e depois das extraes.

O material desferrificado seco em estufa foiutilizado para estudos mineralgicos da gibbsita (Gb)por meio de DRX, anlise termodiferencial (ATD) etermogravimtrica diferencial (ATGD) (Jackson,1979; Tan et al., 1986). As anlises trmicas foramfeitas em derivatgrafo com sada simultnea dosdiagramas da ATD e ATGD, utilizando-se atmosferade nitrognio e taxa de aquecimento de 10C/min.Cerca de 1 mL de suspenso de argila desferrificadafoi retirada durante a lavagem da amostra eacondicionada sob baixa temperatura paraobservaes da gibbsita por microscopia eletrnicade transmisso (MET) em aparelho PHILIPS modeloEM 400T operado a 120 kV. Com o mesmo propsito,amostras da frao silte foram recobertas com finapelcula de ouro (superfcie condutora) e analisadaspor microscopia eletrnica de varredura (MEV) emaparelho JEOL JXA-840 operado a 20 kV.

A relao (R) entre Gt e Hm (R = Gt/Gt + Hm)foi estimada com base na rea dos picos dos minerais,segundo Torrent & Cabedo (1986). A substituioisomrfica de Fe por Al (SI) na estrutura da Hm eGt foi estimada pela posio dos picos dessesminerais. A posio dos picos de NaCl, em cadaamostra, foi utilizada para corrigir os valores dasposies dos picos da Hm e Gt. A SI na Gt foicalculada segundo Schulze (1984) e, na Hm, segundoSchwertmann et al. (1979). O DMC da Hm e Gt foicalculado a partir da largura a meia altura (LMA)das reflexes (104) e (110) da Hm e (110), (130) e(111) da Gt, utilizando a equao de Scherrer (Klug& Alexander, 1954). A partir dos dados apresentadospor Klug & Alexander (1954), para ngulos de Bragg(2) baixos ou moderados, ajustou-se a seguinteequao para obter a largura a meia altura corrigida:

Y = 1,0005 - 4,3335***X2 + 4,9618X***2,5 -1,6277***X3 R2 = 0,9998

em que:

Y = /B; X = b/B.

sendo:

B = largura a meia altura da reflexo em estudo(em 2);

b = largura a meia altura instrumental (em 2).O valor de b foi obtido pela LMA da reflexo

principal do NaCl (padro interno) medido para cadaamostra. Tal valor variou de 0,107 a 0,1912. O DMCda gibbsita foi calculado a partir da LMH dasreflexes (002) e (110) em amostra desferrificada,utilizando o n-octacosseno como padro interno(Brindley & Wan, 1974) para obteno do valor de .De maneira anloga aos xidos de ferro, o DMC foiobtido pela equao de Scherrer. Determinaram-seos valores de superfcie especfica (SE) para Hm eGt. Para obter esses valores, utilizou-se o DMC epressupondo a forma geomtrica dos minerais combase em dados de literatura. Para a Gt, admitiu-se oformato isodimensional (Schwertmann & Kmpf,1985; Fontes & Weed, 1991). Ento, utilizou-se noclculo a forma geomtrica da esfera com dimetroigual ao DMC (110). Para a Hm, foi considerado oformato de placas circulares, de acordo comobservaes de Schwertmann et al. (1979),Schwertmann & Latham (1986), Fontes & Weed(1991) e Netto (1996). No clculo, utilizou-se a formageomtrica do cilindro, com dimetro igual ao DMC(110) e altura igual ao DMC (001), sendo DMC (001)= DMC (104) x cos38,3, onde este o ngulo entreos planos (001) e (104) da Hm (Netto & Fontes, 1995).

Foram feitas anlises de correlaes simples(Pearson) entre os teores dos elementos obtidos nasextraes com DCB e as caractersticasmineralgicas dos xidos de ferro, utilizando oprograma estatstico SAEG, desenvolvido naUniversidade Federal de Viosa.

RESULTADOS E DISCUSSES

Abundncia dos xidos de ferro e gibbsita

A frao argila dos solos estudados essencialmente caulintica (Quadro 1). O predomniode caulinita (Ct) fica mais expressivo nos solosdesenvolvidos de sedimentos do Grupo Barreiras.Esses solos apresentam mineralogia bastantesimilar, tendo apenas o PA2 (amostras 3 e 4)apresentado Gb na frao argila.

A pobreza do material que deu origem aossedimentos em minerais ferromagnesianos (granitoe gnaisse leuco e mesocrtico), a abundncia dessasrochas em feldspatos, a possibilidade detransformao direta desse mineral em Ct sob climatropical (Grant, 1964; Anand et al., 1985), o alto graude intemperismo sofrido antes da deposio e ascondies midas dos sedimentos e dos TabuleirosCosteiros favoreceram a concentrao de Ct e aremoo de minerais, principalmente xidos de ferro.


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O LE de Barroso (MG) (amostra 11) uma exceo,sendo a Gb o mineral predominante da frao argila.A Gb tambm um importante constituinte para oLR de Capinpolis (MG) (amostra 14). J o LR deBoa Vista (RR) (amostra 15) no apresenta estemineral na frao argila. Segundo Hsu (1989), aausncia de Gb em solos mais desenvolvidosoriginados de rochas bsicas atribuda,principalmente, presena de camadas de rocha oude solo com baixa permeabilidade ou presena delenol fretico prximo superfcie, limitando adrenagem e a perda de Si, mantendo, assim, estveisminerais aluminossilicatados.

Em geral, a Gt o principal xido de ferro dossolos onde o teor mximo foi observado para o LUde Viosa (MG). Apenas para as amostras 12 a 15 e18, o teor de Hm mostra-se superior ao de Gt(Quadro 1). O mais alto teor de ferro do basaltoassociado a uma drenagem livre favorece a formaode Hm (Schwertmann & Taylor, 1989), o que resultouno predomnio desse mineral em relao Gt, nasamostras 14 e 15. O teor de Hm chega a 200 g kg-1para o LR de Capinpolis (MG) e LE de Ituiutaba(MG). Por outro lado, os menores teores de xidos deferro mais cristalinos esto associados aos solosdesenvolvidos de sedimentos do Grupo Barreiras.

Extrao de xidos de ferro e alumnio menoscristalinos (OA) e xidos de ferro maiscristalinos (DCB)

Extrao com OA

Em geral, a quantidade de material menoscristalino extrado pelo OA foi baixa (Quadro 2). Afrao argila dos solos menos desenvolvidos,principalmente no horizonte C, apresentou osmaiores teores de material menos cristalino,chegando a 28% para a amostra 17. Na frao argiladessas amostras, o tempo no foi suficiente para queos minerais formados atingissem maior grau decristalinidade. O material dissolvido constitudoprincipalmente por Al, com menor participao deminerais de ferro.

A gua do material amorfo pode estar em duasformas: adsorvida entre 105 e 180C (Jackson, 1979)ou fazendo parte da estrutura na forma de hidroxila,uma vez que a amostra foi seca em estufa a 105Cantes do tratamento. A quantidade de gua do materialamorfo foi calculada pela diferena entre a remoo,em peso, da amostra e a soma, em percentagem, dosxidos (Jackson, 1979) (Quadro 2). A percentagemde gua variou de 4,6 a 86,8%, tendo apresentado ossolos desenvolvidos de sedimentos do GrupoBarreiras (ES) os maiores valores. Nos solos PA1,PA2 e PA3, o teor de gua aumentou em profundidade.

Extrao com DCB

Os teores de Fe2O3, associados com minerais deferro mais cristalinos (DCB), variaram de 8,2 a

231,5 g kg-1 (Quadro 2). Essa amplitude evidenciaas diferenas existentes no material de origem dossolos. Os maiores teores foram para os solosdesenvolvidos de basalto (amostras 14 e 15) e parao solo originado de arenito (amostra 12). Em virtudedo alto teor de areia na amostra 12 (750 g kg-1 Meloet al., 2000), fazendo-se a correo do valor obtidona frao argila para a TFSA, o teor de Fe2O3-DCBpassou de 231,5 para apenas 44,0 g kg-1.

Para todos os PA desenvolvidos de sedimentosdo Grupo Barreiras, os teores de Fe2O3 dohorizonte C foram menores que os do horizonte B,provavelmente pela descontinuidade do material deorigem. O menor teor de Fe2O3-DCB do horizonte Cpara os solos menos desenvolvidos (amostras 16 a21), principalmente para o PV de Aracruz (ES),deveu-se ao fato de o ferro ainda se encontrar naestrutura dos minerais primrios e a maior partedo ferro total do solo nas fraes mais grosseiras(predomnio de silte e areia no horizonte C Meloet al., 2000).

Os teores de gua do material removido foramrelativamente elevados (Quadro 2), uma vez que aHm no apresenta gua estrutural e a Gt possuiapenas 10,1% (Jackson, 1979). Observou-secorrelao positiva e significativa entre a relao Gt/(Gt + Hm) e o teor de gua (r = 0,70***). A relaoinversa entre Fe2O3 e gua (r = -0,80***) indica queambientes mais ricos em ferro favorecem a formaopreferencial de Hm em detrimento da Gt(Schwertmann e Taylor, 1989). Por esta razo, asamostras 12, 14 e 15 apresentaram os maiores teoresde Fe2O3-DCB, teores de gua prximos a zero(Quadro 2) e os menores valores para a relao Gt/(Gt + Hm) (Quadro 3).

Os valores encontrados para a relao Feo/Fedforam baixos (Quadro 2), indicando o predomnio deformas mais cristalinas. Kmpf et al. (1988b), Fontese Weed (1991), Santos (1993) e Melo (1994),estudando a dinmica de dissoluo dos xidos de ferroem Latossolos, encontraram valores semelhantes aosobtidos neste estudo para esta relao. Os valoresda relao diminuram do horizonte B para o C nossolos desenvolvidos de sedimentos do GrupoBarreiras (ES), evidenciando o efeito da matriaorgnica no favorecimento de formas menoscristalinas de ferro (Kmpf & Schwertmann, 1983).O horizonte C do PV de Aracruz (ES) apresentou amaior percentagem de xidos de ferro e alumnioextrados pelo OA e o maior valor para a relaoFeo/Fed, indicando ser o horizonte mais jovem entreos solos estudados.

Caractersticas dos xidos de ferro

Natureza e condies de formao

Os principais fatores que favorecem a formaode Gt no solo e, portanto, concorrem para aumentara relao Gt/(Gt + Hm) so: menores teores de ferro


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Quadro 2. Teores de elementos extrados pelo oxalato de amnio (OA) e ditionito-citrato-bicarbonato(DCB) da frao argila de amostras dos solos

(1)Tot = soma dos xidos (Al2O3 + Fe2O3 + SiO2 + MnO2 para OA e mais TiO2 para DCB). Os teores dos demais microelementos noforam considerados na soma do DCB pela baixa magnitude dos valores. (2)Remoo = reduo em peso da amostra pelo tratamentocom OA e DCB [(peso inicial - peso final)/peso inicial] x 100. (3)H2O = [(remoo em peso - soma dos xidos)/remoo em peso] x 100.(4)Participao de Al2O3, Fe2O3, SiO2, MnO2 e TiO2 em relao ao total (soma dos xidos).

(5)Relao entre Fe2O3 OA /Fe2O3 DCB (Feo/Fed).

OA

Relao total(4)Amostra Classede solo Horizonte Al2O3 Fe2O3 SiO2 MnO2 Tot(1) Rem(2) H2O(3)Al Fe Si Mn

__________________________________ g kg-1 __________________________________ ________________________________________________ % ________________________________________________

1 PA 1 B 3,77 1,30 0,56 0,00 5,6 2,11 73,3 66,9 23,1 9,9 0,12 PA 1 C 2,63 0,16 0,48 0,00 3,3 2,48 86,8 80,4 4,9 14,7 0,03 PA 2 B 3,48 0,66 0,40 0,00 4,5 1,79 74,6 76,6 14,5 8,8 0,04 PA 2 C 2,61 0,25 0,33 0,00 3,2 1,81 82,4 81,8 7,8 10,3 0,05 PA 3 B 2,42 0,95 0,32 0,00 3,7 1,41 73,8 65,5 25,7 8,7 0,16 PA 3 C 1,82 0,33 0,25 0,00 2,4 1,73 86,1 75,8 13,7 10,4 0,07 LA 1 B 3,28 0,94 0,39 0,01 4,6 2,56 82,0 71,1 20,4 8,5 0,18 LA 2 B 3,61 1,01 0,37 0,00 5,0 2,05 75,6 72,3 20,2 7,4 0,19 LA B 2,88 0,20 0,35 0,00 3,4 1,16 70,4 83,9 5,8 10,2 0,0

10 LU B 4,42 1,56 0,41 0,00 6,4 1,80 64,5 69,1 24,4 6,4 0,111 LE B 5,62 1,72 0,22 0,00 7,6 3,00 74,8 74,3 22,7 2,9 0,012 LE B 4,89 3,41 0,54 0,41 9,3 2,95 68,6 52,8 36,8 5,8 4,513 PE B 4,71 1,89 0,33 0,04 7,0 0,74 5,8 67,5 27,1 4,7 0,614 LR B 4,10 2,50 0,40 0,34 7,3 2,10 65,0 55,8 34,1 5,4 4,715 LR B 3,84 1,95 0,49 0,42 6,7 1,79 62,6 57,3 29,1 7,3 6,316 PV B 6,36 4,40 0,71 0,03 11,5 3,05 62,3 55,3 38,3 6,2 0,217 PV C 64,66 4,08 16,81 0,13 85,7 28,01 69,4 75,5 4,8 19,6 0,218 C B 5,12 0,89 0,56 0,11 6,7 0,70 4,6 76,7 13,3 8,4 1,619 C C 5,25 0,74 0,63 0,25 6,9 0,72 4,6 76,4 10,8 9,2 3,620 C B 3,52 4,51 0,67 0,21 8,9 1,52 41,3 39,5 50,6 7,5 2,421 C C 4,62 4,65 0,74 0,76 10,8 5,25 79,5 42,9 43,2 6,9 7,0

DCB

Relao total(4)Amostra Classede solo Horizonte Al2O3 Fe2O3 SiO2 MnO2 TiO2 Tot(1) Rem(2) H2O(3)Al Fe Si Mn Ti

R(5)

______________________________________ g kg-1 _____________________________________ __________________________________________ % __________________________________________

1 PA 1 B 16,7 44,0 2,3 0,02 0,05 63,1 7,98 21,0 26,5 69,8 3,6 0,0 0,1 0,032 PA 1 C 10,7 32,5 1,8 0,02 0,05 45,1 5,38 16,2 23,7 72,1 4,0 0,0 0,1 0,013 PA 2 B 5,1 10,3 2,4 0,00 0,02 17,8 3,07 42,0 28,6 57,8 13,5 0,0 0,1 0,074 PA 2 C 3,8 8,2 1,8 0,00 0,01 13,8 2,28 39,4 27,5 59,4 13,0 0,0 0,1 0,035 PA 3 B 14,4 51,7 1,6 0,01 0,05 67,8 7,94 14,7 21,3 76,3 2,4 0,0 0,1 0,026 PA 3 C 5,9 31,0 1,6 0,00 0,02 38,5 4,90 21,4 15,3 80,5 4,2 0,0 0,1 0,017 LA 1 B 15,3 43,2 2,1 0,02 0,06 60,7 7,68 21,0 25,2 71,2 3,5 0,0 0,1 0,028 LA 2 B 12,3 37,8 2,0 0,02 0,05 52,2 6,76 22,8 23,6 72,5 3,8 0,0 0,1 0,039 LA B 4,2 14,8 2,0 0,01 0,02 21,0 2,84 26,0 20,0 70,4 9,5 0,0 0,1 0,01

10 LU B 52,9 158,7 2,1 0,06 0,50 214,3 24,15 11,3 24,7 74,1 1,0 0,0 0,2 0,0111 LE B 46,8 165,8 0,9 0,12 1,11 214,7 24,60 12,7 21,8 77,2 0,4 0,1 0,5 0,0112 LE B 18,2 231,5 3,7 0,86 3,65 257,9 25,88 0,3 7,1 89,8 1,4 0,3 1,4 0,0213 PE B 8,5 98,2 3,7 0,28 1,40 112,1 11,69 4,1 7,6 87,6 3,3 0,2 1,2 0,0214 LR B 13,9 208,2 4,1 0,62 3,46 230,3 22,90 0,0 6,0 90,4 1,8 0,3 1,5 0,0115 LR B 12,4 192,6 4,6 1,60 2,92 214,1 21,43 0,1 5,8 89,9 2,1 0,7 1,4 0,0116 PV B 29,9 110,2 4,5 0,07 2,61 147,3 18,19 19,0 20,3 74,8 3,1 0,0 1,8 0,0417 PV C 12,8 24,9 5,8 0,06 0,28 43,8 7,69 43,0 29,2 56,8 13,2 0,1 0,6 0,2118 C B 7,9 47,4 3,3 0,12 0,47 59,2 7,05 16,0 13,3 80,1 5,6 0,2 0,8 0,0219 C C 7,4 31,5 3,7 0,16 0,38 43,1 6,02 28,3 17,2 73,0 8,6 0,4 0,9 0,0220 C B 29,6 153,5 4,4 0,45 4,20 192,2 22,92 16,2 15,4 79,9 2,3 0,2 2,2 0,0321 C C 23,1 121,4 5,2 0,89 4,51 155,1 18,86 17,8 14,9 78,3 3,4 0,6 2,9 0,04


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no material de origem, baixas temperaturas, maiorgrau de umidade e teor de matria orgnica e valoresde pH mais baixos (Schwertmann & Kmpf, 1985;Schwertmann & Taylor, 1989). Considerando ogrande nmero de variveis, Kmpf & Schwertmann(1983) no observaram correlao entre os teores deFe2O3-total e Fe2O3-DCB com a relao Gt/(Gt + Hm).No presente estudo, com a excluso das amostras10, 13, 16, 18, 20 e 21, os valores do coeficiente decorrelao entre Gt/(Gt + Hm) e Fe2O3-totalaumentaram de -0,56** para -0,94*** e Fe2O3-DCBde -0,58** para -0,93***. Isto indica que, para asdemais amostras, o teor de Fe do material de origemfoi determinante na formao dos xidos de ferro.

No geral, os solos desenvolvidos de rochas bsicas,principalmente o LR de Capinpolis (MG)(amostra 14), apresentaram os menores valores paraa relao Gt/(Gt + Hm) (Quadro 3). O efeito domaterial de origem sobre a relao Gt/(Gt + Hm) nafrao argila tambm foi reportado por Singh &Gilkes (1992b), que encontraram os maiores valores

Quadro 3. Largura a meia altura (LMH) e distncia interplanar (d) corrigidas, dimetro mdio do cristal(DMC), superfcie especfica (SE) e substituio isomrfica de Fe por Al (SI) na goethita (Gt) e hematita(Hm) e relao Gt/(Hm + Gt) para a frao argila de amostras dos solos(1)

LMH d-corrigido DMC Relao DMC(2) SE SI

Amostra Classede solo Horiz. Gt(111)

Gt(110)

Gt(111)

Gt(130)

Hm(104)

Hm(110)

Gt/(Gt+Hm)

Gt(110)

Gt(130)

Gt(111)

Hm(104)

Hm(110)

A B C Gt Hm Gt Hm

2 ______________________________ nm ______________________________ ______________________________ nm ______________________________ __ m2 g-1 __ mmol mol-1

1 PA 1 B 0,55 0,414 0,242 0,266 - - 1,00 25,8 17,7 15,0 - - 1,7 1,5 - 53,2 - 299 -2 PA 1 C 0,54 0,415 0,242 0,266 0,270 0,252 0,84 26,3 16,1 14,8 54,2 47,8 1,8 1,6 1,1 52,2 24,8 267 393 PA 2 B 0,35 0,415 0,243 nd - - 1,00 25,2 nd 24,0 - - 1,0 nd - 54,5 - 145 -4 PA 2 C 0,25 0,416 0,243 d - - 1,00 18,7 nd 32,6 - - 0,6 nd - 73,6 - 158 -5 PA 3 B 0,56 0,415 0,242 0,266 - - 1,00 31,6 15,3 14,8 - - 2,1 2,1 - 43,5 - 239 -6 PA 3 C 0,37 0,417 0,244 nd 0,271 0,251 0,78 19,9 nd 22,7 32,7 48,5 0,9 nd 0,7 69,1 30,5 132 897 LA 1 B 0,53 0,414 0,242 0,266 - - 1,00 31,3 21,4 15,8 - - 2,0 1,5 - 43,9 - 280 -8 LA 2 B 0,64 0,415 0,242 0,266 - - 1,00 21,0 16,1 13,0 - - 1,6 1,3 - 65,5 - 256 -9 LA B 0,27 0,416 nd nd 0,270 0,251 0,74 37,1 30,5 30,3 27,4 33,3 1,2 1,2 0,8 37,1 40,6 160 64

10 LU B 0,24 0,413 nd nd - - 1,00 42,6 20,7 34,5 - - 1,2 2,1 - 32,3 - 310 -11 LE B 0,74 0,413 0,243 nd 0,269 0,251 0,59 17,4 nd 11,1 14,4 21,0 1,6 nd 0,7 79,0 69,9 385 11412 LE B 0,25 0,416 0,243 0,266 0,270 0,251 0,16 16,9 nd 33,2 18,0 36,8 0,5 nd 0,5 81,1 47,6 156 10113 PE B 0,18 0,416 0,243 nd 0,270 0,252 0,22 26,9 nd nd 17,6 19,3 nd nd 0,9 51,0 67,0 0 3914 LR B 0,41 0,417 nd 0,268 0,270 0,251 0,09 17,2 nd 20,4 22,3 41,7 0,8 nd 0,5 79,9 40,0 188 11415 LR B 0,42 0,417 nd nd 0,270 0,251 0,21 22,4 nd 19,8 15,3 49,2 1,1 nd 0,3 61,4 47,2 198 6416 PV B nd 0,415 0,246 nd nd nd 0,95 12,8 nd nd nd nd nd nd nd 107,0 nd 258 7717 PV C nd nd 0,241 nd - - 1,00 nd nd nd - - nd nd - nd - nd -18 C B nd nd 0,242 nd 0,271 0,251 0,19 nd nd nd 19,6 21,2 nd nd 0,9 nd 60,6 255 11419 C C nd nd 0,243 nd nd nd 0,96 nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd nd20 C B 0.43 0,415 0,243 0,266 nd 0,251 0,97 24,9 13,3 19,5 nd 77,0 1,3 1,9 nd 55,1 nd 226 12621 C C 0.61 0,416 0,241 0,267 - - 1,00 15,2 14,2 13,7 - - 1,1 1,1 - 90,5 - 233 -

(1)Largura a meia altura e distncia interplanar corrigidas usando NaCl como padro interno. Relao Gt/(Hm + Gt), DMC, SE e SIcalculados com base nos difratogramas de raios-X. - no detectado e nd no determinado pela baixa intensidade da reflexo; (2)Rela-o com base nos valores de DMC: A = DMCGt(110)/DMCGt(111), B = DMCGt(110)/DMCGt(130) e C = DMCHm(104)/DMCHm(110).

para solos originados de rochas cidas e os menorespara solos originados de rochas bsicas.

Verificou-se a presena de maghemita (Mh) nafrao argila por meio de DRX apenas no LR deCapinpolis (MG) (amostra 14). Identificaram-setambm magnetita (Mt) (Fe23+Fe2+O4) e ilmenita(Fe.TiO3) nas fraes mais grosseiras deste solo.Vrios autores relataram a associao entre solosdesenvolvidos de rochas bsicas e valores baixos derelao Gt/(Gt + Hm) e presena de Mh na fraoargila, originada, principalmente, da oxidao da Mtpresente nas fraes mais grosseiras do solo (Kmpfet al., 1988a; Kmpf et al., 1988b; Fontes & Weed,1991). A ausncia de reflexes tpicas de Mh nosdifratogramas de raios-X da frao argila do LR deBoa Vista (RR) (amostra 15) pode ser atribuda aobaixo teor de Mt no basalto (Formao Apoteri),conforme observaes feitas por Schaeffer (1994).Nos Latossolos do Brasil, a presena de Mh pareceestar sempre associada a materiais de origem ricosem Mt (Kmpf et al., 1988b).


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Tamanho, forma e superfcie especfica da Gte Hm

A distncia interplanar (d) dos xidos de ferro,em vrias direes, foi corrigida, utilizando-se NaClcomo padro interno (Quadro 3). A maior dificuldadepara medir a posio exata dos picos foi para aGt(130) e para a Hm(104), dada a proximidadedessas reflexes. O DMC da Gt nas direes (110) e(111) foi similar para algumas amostras. Essecomportamento era esperado, dado o formatoisodimensional da Gt de solos dos trpicos midos(Schwertmann & Kmpf, 1985; Fontes & Weed, 1991).Por meio de microanlise, utilizando-se a microscopiaeletrnica de varredura, foi possvel visualizarpartculas de xidos de ferro com formato esfricona frao silte (Figura 1). Para as demais amostras,as partculas de Gt tenderam a crescer mais nadireo (110). Os valores de DMC para a Hm forammaiores que os obtidos para a Gt, principalmente nadireo (110), o que resultou nos menores valores desuperfcie especfica (SE) para a Hm (Quadro 3). Talcompor-tamento foi anteriormente verificado poroutros autores (Bigham et al., 1978; Curi &Franzmeier, 1984; Schwertmann & Kmpf, 1985;Kmpf et al., 1988b).

Considerando o mesmo material de origem, a Gtde solos desenvolvidos de sedimentos do GrupoBarreiras no Esprito Santo apresentou maior SEque o solo em Roraima (mdia de 58,1 contra37,1 m2 g-1 para ES e RR, respectivamente). SegundoGualberto (1984), a Gt presente em Latossologibbstico mostra maior tamanho do cristal na regionorte comparado com a regio central do Brasil. Damesma forma, a Gt do LR de Roraima apresentamenor SE que aquela do LR do Tringulo Mineiro.Isto confirma que outros fatores, alm do materialde origem, sobretudo as condies biopedoclimticas,so importantes para definir a natureza e ascaractersticas dos xidos de ferro no solo.

Substituio isomrfica de Fe por Al (SI) e graude cristalinidade da Gt e Hm

Os valores de SI para a Gt variaram de 0 a384 mmol mol-1, com mdia de 218 mmol mol-1,enquanto para a Hm os valores ficaram entre 39 e126 mmol mol-1, com mdia de 85 mmol mol-1(Quadro 3). Alguns trabalhos tm demonstrado aassociao entre SI na Gt e Hm (Schwertmann &Kmpf, 1985; Singh & Gilkes, 1992b). Singh & Gilkes(1992b), com base no coeficiente linear da regressoajustada entre a SI na Gt e Hm (declividade da reta= 0,5), reportaram que a Hm pode acomodaraproximadamente metade do Al presente na Gt emsolos onde os minerais coexistem. Por outo lado,Anand & Gilkes (1987) no encontraram relaoentre SI na Gt e Hm para amostras de solosbauxticos da Austrlia. Para este estudo, ocoeficiente de correlao entre SI na Gt e Hm foibaixo e no-significativo (r = 0,15), reflexo da elevadavariabilidade de fatores envolvidos.

Considerando o maior grau de substituio naGt, obteve-se correlao significativa entre o teor deAl extrado pelo DCB e a SI neste mineral(r = 0,71***). Da mesma forma, obteve-se correlaoentre SI e DMC apenas para a Gt na direo (111)(r = -0,80***). A amostra 11 apresentou o maior teorde Gb na frao argila (Quadro 1) e o maior valor deSI na Gt (Quadro 3). O menor valor de DMC nodomnio (111) para a Gt desta amostra evidencia areduo do tamanho do xido com a SI, principalmentena direo do eixo Z (Fitzpatrick & Schwertmann,1982; Schwertmann e Taylor, 1989). Schwertmann& Kmpf (1985) e Singh & Gilkes (1992b) tambmobservaram relao estreita entre presena de Gb eSI na Gt. Ker (1995) e Netto (1996), trabalhando comvrias classes de solos brasileiros, obtiveram valoresmuito semelhantes para a SI nos xidos de ferro.

A largura a meia altura (LMH) da reflexo (111)da Gt pode ser usada como indicativo do grau decristalinidade do mineral. Menores valores de LMH(111) esto associados a Gt de maior grau de cristali-nidade, com menor presena de Al na estrutura(menor SI) (Fitzpatrick & Schwertmann, 1982).

Neste estudo, a correlao entre LMH(111) e SIna Gt foi alta e significativa (r = 0,89***). No foidetectada SI na Gt do PE de Buti (RS) (amostra 13),apresentando tal amostra menor valor de LMH(111)(Quadro 3). provvel que a ausncia de Gb nafrao argila (Quadro 1) e SI na Gt seja devida riqueza das fraes do solo em Si (solo com o maiorteor de Si total e com predomnio das fraes maisgrosseiras - 290 g kg-1 de silte e 390 g kg-1 de areia)(Melo, 1998). Por meio de tcnicas seletivas deextraes de minerais, DRX e microscopia eletrnica,observou-se o predomnio absoluto de quartzo nestasfraes (superior a 940 g kg-1 ). Mesmo na frao argila,verificaram-se reflexes caractersticas de quartzopor DRX, sendo comum a identificao do mineralpor microscopia eletrnica (Melo, 1998). A Gb o

Figura 1. Micrografia (microscpio eletrnico devarredura) de uma partcula de xido de ferropresente na frao silte do horizonte B doPodzlico Amarelo 3 (amostra 5).


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mineral mais estvel, quando a concentrao deH4SiO4o na soluo do solo for menor que10-5,3 mol L-1 (Lindsay, 1979). A relao inversa entreteor de Si e Gb no solo tambm foi reportada por outrosautores (Curi & Franzmeier, 1984; Rebertus et al., 1986).

Presena de microelementos na estrutura dosxidos de ferro

Vrios autores relataram a presena demicroelementos na estrutura dos xidos de ferro, pormeio de substituio isomrfica (Taylor, et al., 1964;Resende, 1976; Schellman, 1983; Singh & Gilkes;1992b; Ker, 1995). As correlaes entre teor de ferroe microelementos extrados pelo DCB foram altas esignificativas (r entre teores de Fe e teores de Ti,Mn, Zn, Pb, Ni e Cr iguais a 0,80***; 0,72***; 0,88***;0,97***; 0,70*** e 0,78***, respectivamente). Tambmas correlaes significativas entre os microelementosindicam que eles se associam aos xidos de ferro. OTi encontra-se geoquimicamente associado a outrosctions tetravalentes, como o Pb, predominandoligaes covalentes (Milnes & Fitzpatrick, 1989). Ocoeficiente de correlao entre Ti e Pb extrados peloDCB foi de 0,83***. Apesar das correlaesverificadas, os teores totais dos microelementosextrados pelo HF so bem superiores aos teoresobtidos com DCB (Quadro 4). Com o propsito dedeterminar a extenso da associao dos

FR do elemento y =Teor de y nos xidos de ferro

Teor de y na frao argilax

Teor de Fe nos xidos de ferro

Teor de Fe na frao argilax x 100

microelementos com os xidos de ferro, Singh &Gilkes (1992b) calcularam um fator de reteno (FR)a partir dos teores totais e obtidos com DCB,utilizando a seguinte expresso:

A maior afinidade dos xidos de ferro foiverificada para Cr e Mn, com reteno mdia de 41,8e 39,8%, respectivamente (Quadro 5). Pb e Zntiveram valores intermedirios de reteno (retenomdia de 29,2 e 27,2%, respectivamente) e Ni e Timostraram a menor associao com os xidos de ferro(reteno mdia de 7,3 e 8,9%, respectivamente). Osbaixos valores de reteno para Ti (Quadro 5) soatribudos presena de anatsio na frao argila(Quadro 1). Os xidos de ferro dos solos do GrupoBarreiras (ES e RR) apresentaram os menoresvalores de reteno de Ti, associado com os maioresteores de anatsio na frao argila. Por outro lado,os solos menos desenvolvidos (amostras 16 a 21)apresentaram maior afinidade pelo Ti e menor teorde anatsio. A concentrao relativa dos mineraisde Ti est diretamente relacionada com o grau de

Quadro 4. Teores totais de microelementos extrados pelo cido fluordrico concentrado (HF) e teoresextrados pelo ditionito-citrato-bicarbonato (DCB) na frao argila de amostras de solo

HF DCBAmostra Classede solo Horiz. Cr Mn Ni Pb Ti Zn Cr Mn Ni Pb Ti Zn

_______________________________________________________________________________________________________ mg kg-1 ________________________________________________________________________________________________________

1 PA 1 B 82,0 88,4 23,6 27,9 18889 53,1 12,4 12,7 0,6 3,6 31,4 11,52 PA 1 C 90,8 66,3 26,0 35,6 17105 52,4 18,6 13,0 0,8 1,4 28,0 10,23 PA 2 B 103,7 94,8 26,1 62,4 28194 40,4 1,4 0,4 0,4 1,2 12,3 2,34 PA 2 C 109,9 53,5 40,5 65,5 20511 51,1 3,9 0,4 0,8 0,3 7,8 1,65 PA 3 B 94,0 38,8 21,0 52,0 15466 34,6 16,3 6,9 0,7 2,3 29,8 7,56 PA 3 C 94,6 12,9 23,4 107,2 13631 81,9 5,9 2,0 0,3 1,5 10,2 5,67 LA 1 B 74,3 90,1 16,9 30,7 18865 72,5 10,9 13,5 0,8 0,5 36,0 11,58 LA 2 B 81,4 109,0 16,2 30,3 21946 144,5 8,6 15,2 0,7 1,1 28,4 14,09 LA B 147,4 44,5 27,0 18,1 11598 40,4 11,8 6,2 0,3 0,2 10,8 5,9

10 LU B 80,8 48,3 30,0 14,1 12544 74,5 59,0 36,9 0,1 8,8 298,3 25,911 LE B 173,7 97,1 12,8 7,8 10911 27,5 93,1 73,9 1,7 8,0 664,8 20,012 LE B 334,7 857,8 92,3 23,4 21208 90,8 298,9 543,3 7,7 16,4 2186,7 31,713 PE B 62,4 259,8 35,8 34,9 6502 191,0 29,2 178,3 3,0 6,7 836,9 21,414 LR B 127,2 678,3 56,1 17,9 14228 57,4 106,2 392,1 6,2 11,9 2074,9 29,915 LR B 51,0 1275,9 94,7 9,7 16039 99,5 24,7 1013,3 8,7 13,9 1753,3 37,616 PV B 76,1 163,0 45,7 18,5 10946 147,5 37,1 46,6 3,9 7,9 1563,8 32,217 PV C 31,9 148,8 13,5 31,5 1274 102,5 10,6 37,2 1,0 0,4 167,0 15,718 C B 15,6 198,8 15,9 24,5 2750 186,0 6,8 76,3 1,4 3,4 282,7 11,419 C C 9,7 318,5 5,5 49,6 2532 36,7 4,0 100,3 0,9 2,5 226,7 12,420 C B 153,3 460,7 170,1 22,3 8880 111,2 121,2 286,9 12,4 8,7 2518,1 36,421 C C 107,6 1233,1 137,2 32,7 7038 100,4 74,0 563,5 10,7 8,5 2703,6 27,7


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Quadro 5. Fator de reteno de microelementos pelos xidos de ferro(1)

(1)Clculo segundo frmula apresentada por Singh & Gilkes (1992b).

evoluo dos solos. Esses minerais, consideradosresistentes no solo, concentram-se, residualmente, como intemperismo e perda de Fe, Al e, principalmente,Si, acarretando menor participao dos xidos deferro no Ti total da frao argila. Os solosdesenvolvidos de basalto (amostras 14 e 15)apresentaram valores de reteno acima da mdiapara todos os elementos testados.

Caractersticas da gibbsita

Apesar de serem partculas maiores, a TD da Gbdo silte foi, em geral, similar TD da Gb da argila(Quadro 6). A correlao no significativa entre DMCe TD (r = -0,17) indicou ser esta caractersticaindependente do tamanho das partculas nesteestudo. Aparentemente, a TD mostrou-se mais

Quadro 6. Caractersticas da gibbsita com base nos difratogramas de raios-X de amostras da frao argiladesferrificada e temperatura de desidroxilao (TD) do mineral nas fraes argila e silte(1)

(1)d e LMH, distncia interplanar e largura a meia altura corrigidas usando o n-octacoseno como padro interno e DMC, dimetromdio do cristal; (2)Temperatura de desidroxilao medida no pico endotrmico da gibbsita (ATD) em amostras das fraes argila esilte sem tratamento e aps o tratamento com ditionito-citrato-bicarbonato (DCB) para a frao argila. - no detectado.

TD(2)Amostra Classe de solo Horizonte Reflexo d LMH DMC

Argila S/T DCB Silte S/T

nm 2 nm ___________________________ C ___________________________

3 PA 2 B (002) 0,4846 0,071 112,5 266 260 -4 PA 2 C (002) 0,4849 0,078 101,5 273 266 258

10 LU B (002) 0,4851 0,125 63,6 281 279 285(110) 0,4383 0,130 61,5

11 LE B (002) 0,4846 0,141 56,6 292 294 288(110) 0,4370 0,207 38,6

12 LE B (002) 0,4850 0,104 76,5 270 276 25814 LR B (002) 0,4841 0,135 59,2 275 281 258

(110) 0,4375 0,274 29,116 PV B (002) 0,4836 0,082 97,0 283 277 26917 PV C (002) 0,4851 0,090 88,0 294 294 28120 C B (002) 0,4841 0,040 199,7 279 281 28821 C C (002) 0,4839 0,048 165,2 283 281 273

Amostra Classe de solo Horizonte Cr Mn Ni Pb Ti Zn

___________________________________________ % ___________________________________________

1 PA 1 B 19,3 18,4 3,3 16,3 0,2 27,62 PA 1 C 27,5 26,3 4,3 5,3 0,2 26,13 PA 2 B 3,6 1,2 4,4 5,1 0,1 14,64 PA 2 C 10,0 2,2 5,2 1,1 0,1 8,55 PA 3 B 21,6 22,3 4,0 5,5 0,2 27,16 PA 3 C 10,3 25,8 1,8 2,3 0,1 11,37 LA 1 B 19,8 20,1 6,0 2,3 0,3 21,38 LA 2 B 15,2 20,0 6,0 5,2 0,2 14,09 LA B 21,5 37,3 2,6 2,7 0,2 38,7

10 LU B 67,5 70,6 0,4 57,5 2,2 32,011 LE B 46,9 66,6 11,2 90,0 5,3 63,512 LE B 79,8 56,6 7,4 62,4 9,2 31,213 PE B 51,6 75,8 9,2 21,1 14,2 12,314 LR B 74,3 51,5 9,8 59,5 13,0 46,515 LR B 44,5 73,0 8,4 132,5 10,1 34,816 PV B 57,0 33,5 10,0 49,6 16,7 25,517 PV C 40,2 30,3 9,1 1,4 15,9 18,618 C B 50,4 44,2 9,8 16,0 11,8 7,019 C C 55,4 42,5 23,2 6,8 12,1 45,420 C B 83,0 65,4 7,6 41,1 29,8 34,421 C C 78,6 52,2 8,9 29,5 43,9 31,5


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relacionada com teor de Gb na amostra (r = 0,75*).Com exceo da amostra 3, verificou-se a presenade Gb tanto na frao argila como no silte.

Com relao aos xidos de ferro (Quadro 3), oDMC da Gb foi consistentemente superior(Quadro 6). Outros autores, utilizando a mesmatcnica de determinao do DMC, encontraramvalores semelhantes, sendo as partculas de Gbmaiores que as dos xidos de ferro (Fontes, 1988;Netto, 1996). Por meio de microscopia eletrnica,verificou-se que o formato da Gb para as fraesargila e silte foi diferente (Figura 2). O mineral na

frao argila apresentou o formato de pequenasplacas retangulares e, na frao silte, verificou-se atendncia de formato esfrico.

CONCLUSES

1. A goethita (Gt) foi o principal xido de ferro dafrao argila dos solos. Apenas para os solosdesenvolvidos de basalto e arenito, verificou-se opredomnio de hematita (Hm). Os solos do Grupo

Figura 2. Micrografias de partculas de gibbsita do Latossolo Vermelho-Escuro (amostra 11) presentesnas fraes argila (microscpio eletrnico de transmisso) (a) e silte (microscpio eletrnico devarredura) (b e c).

(a)

(b) (c)


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Barreiras (ES e RR) apresentaram os menores teoresde xidos de ferro mais cristalinos em decorrnciado intenso processo de desferrificao sofrido pelossedimentos. Obteve-se correlao significativa einversa entre teores de Fe2O3 e gua extrados peloditionito-citrato-bicarbonato (DCB), indicando queos ambientes mais ricos em Fe favorecem a formaopreferencial de Hm.

2. A substituio isomrfica de Fe por Al (SI) naGt foi cerca de trs vezes superior da Hm. A Hmapresentou menor valor de superfcie especfica quea Gt, refletindo os maiores valores de dimetro mdiodo cristal para a Hm.

3. Os xidos de ferro so importantes fontes demicroelementos, fato comprovado pelo altoscoeficientes de correlao entre teores de Fe e teoresde Ti, Mn, Zn, Pb, Ni e Cr extrados pelo DCB.

4. Na frao argila, a gibbsita apresentoutamanho maior que os xidos de ferro e formato depequenas placas retangulares, enquanto, na fraosilte, verificou-se a tendncia de formato esfrico.

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